![rn: T mikroilemcisinde ADD komutunun y端r端t端lmesi
T mikroilemcisi 16 bitlik komut setine sahiptir. 16 bitlik
komut setinin 4 biti ilem kodu (op-code) i巽in ayr脹lm脹t脹r. [12-
15]
T mikroilemcisinin R0,,R7 olmak 端zere 8 adet kaydedicisi
vard脹r.
R6 R2 R6
Bu komut, R2nin i巽eriini R6n脹n i巽eriine ekler ve sonucu
R6da saklar.
Bilgisayar M端hendisliine Giri 19](https://image.slidesharecdn.com/slayt3-101019064114-phpapp02/85/Sistem3-19-320.jpg)
Sistem3
- 1. Von Neumann Mimarisi Bilgisayar M端hendisliine Giri 1
- 2. Say脹sal Bilgisayar脹n Tarihsel Geliim S端reci Babagein analitik makinas脹 (1833) Vakumlu lamban脹n bulunuu (1910) 聴lk elektronik say脹sal bilgisayar (1946) Transist旦r端n bulunuu (1947) 聴lk transist旦rl端 say脹sal bilgisayar (1960) Entegre devrenin bulunuu (1963) 聴lk mikroilemci (1970) 10.000 transist旦rl端 entegre devreler (1981) Bilgisayar M端hendisliine Giri 2
- 3. Sakl脹 Program Kavram脹 Bilgisayardan istenilen ilerin ger巽ekletirilebilmesi i巽in gereken ilem dizisi bilgisayar脹n i巽inde saklanabilmektedir. 聴stenilen bir ii yerine getiren ilemlerin listesine program denir. Programlar bilgisayar脹n i巽inde saklan脹rlar. Program kavram脹n脹n iki avantaj脹 vard脹r; Birincisi ilemler i巽in gereken zaman kullan脹c脹ya bal脹 deildir. 聴kincisi sadece veriler girilerek ayn脹 ilemler tekrar tekrar yapt脹r脹labilir. Bilgisayar M端hendisliine Giri 3
- 4. Sakl脹 Program Giri Verisi 脹k脹 Verisi Say脹sal Bilgisayarlar Bilgisayar M端hendisliine Giri 4
- 5. Temel Yap脹 Say脹sal bir bilgisayar 3 bileenden olumaktad脹r. i) Hem program脹 oluturan komutlar脹n listesini, hem de ilemeyi bekleyen veri deerlerini tutan bir bellek birimi ii) Her bir program komutunu yorumlay脹p y端r端ten merkezi ilem birimi (M聴B & CPU) iii) Bir veya daha 巽ok giri ve 巽脹k脹 portu salayan giri-巽脹k脹 (I/O) arabirim 端nitesi Mikroilemci, ROM, RAM ve I/O birimlerinden oluan adreslenebilir saklay脹c脹lar topluluudur. Bilgisayar M端hendisliine Giri 5
- 6. Von Neumann Modeli MEMORY MAR MDR INPUT OUTPUT Keyboard Monitor Mouse PROCESSING UNIT Printer Scanner LED Disk ALU TEMP Disk CONTROL UNIT PC IR Bilgisayar M端hendisliine Giri 6
- 7. Bellek (Memory) Bellek t端mdevresinin kapasitesi artt脹k巽a kullan脹lacak u巽 say脹s脹 da logaritmik olarak artmaktad脹r. Temel bellek birimi g旦zedir. G旦zelerin yanyana gelmesiyle g旦zler oluur. G旦zelerin bir araya gelmesiyle de bellek oluur. Bilgisayar M端hendisliine Giri 7
- 8. 8 bit Adres (Des.) Adres (hex) 0 0000H 1 0001H Bellek 2 0002H 端zerinde ilem yapan temel 3 0003H komutlar . LOAD ve . STORE . 16 bit adres . hatt脹na sahip . bir sistemin Y端r端l端kteki Komut bellek yap脹s脹 Bir Sonraki Komut 65531 FFFBH 65532 FFFCH 65533 FFFDH 65534 FFFEH 65535 FFFFH Bilgisayar M端hendisliine Giri 8
- 9. Bellek Aray端z端 (Memory Interface) Mikroilemci, bellek ile MAR (Memory Address Register) ve MDR (Memory Data Register) olarak bilinin iki yap脹 yard脹m脹yla iletiim kurar. MEMORY MAR MDR Bilgisayr M端hendisliine Giri 9
- 10. Bellekteki X konumundan bir okuma ilemi ger巽ekletirilecei zaman: Adres X ilk 旦nce MAR kaydedicisine yerletirilir. Bellee bir okuma sinyali(RD) g旦nderilir. X konumunun i巽erdii veri deeri MDR kaydedicisinde elde edilir. Bellekteki X konumuna T deerinin yaz脹lmas脹 gerektii durumda T verisi 旦nce, MDR kaydedicisinin i巽erisine yerletirilir. X bellek adresi MAR kaydedicisine yerletirilir. Ard脹ndan mikroilemci denetim birimi taraf脹ndan 端retilen yazma sinyali (WR) ile bu konuma T verisi yaz脹lm脹 olunur. Bilgisayar M端hendisliine Giri 10
- 11. Merkezi 聴lem Birimi (CPU) Mikroilemci, bellekten komutlar脹 okuyan, 巽al脹t脹ran ve giri-巽脹k脹 cihazlar脹n脹 kontrol eden birimdir. Bilgisayar脹n beynidir denilebilir. Bilgisayar i巽erisinde olan ilem ak脹lar脹n脹 kontrol eder ve d端zenler. B端t端n matematiksel ve mant脹ksal ilemleri ger巽ekletirir. Bilgisayar M端hendisliine Giri 11
- 12. Memor y Input D ata Centr al Processing Unit (CPU) O utput Progr am Mikroilemci, bellekten komutlar脹 okuyan, y端r端ten ve giri-巽脹k脹 cihazlar脹n脹 kontrol eden birimdir. Kod Kod Getirme 旦zme Y端r端tme Getirme Y端r端tme 旦zme Komut N Komut N+1 Komut Sayk脹l脹 Komut Sayk脹l脹 Bilgisayar M端hendisliine Giri 12
- 13. Arithmetical and Logic Unit (ALU) PROCESSING UNIT Temel aritmatiksel (+,-,x,/) ve mant脹ksal (AND,OR,NOT) ALU TEMP ilemleri ger巽ekletiri. Kaydediciler (Registers) zerinde ilem yap脹lacak veri ve/veya komut par巽ac脹klar脹n脹n mikroilemci i巽ersinde saklayan g旦zlerdir. Bellek g旦zleri ile benzerlik ta脹r. Kelime Uzunluu (Word Size) Paralel olarak ilenen veri bitlerinin say脹s脹d脹r. Kelime, ilemcideki genel ama巽l脹 kaydedicilerin b端y端kl端端 ve ayn脹 zamanda her bir bellek alan脹 kapasitesidir. Bilgisayar M端hendisliine Giri 13
- 14. Giri/脹k脹 (Input&Output) Arabirimleri Denetimli 聴lem Giri Birimleri 脹k脹 Birimleri Say脹sal Bilgisayar Arabirim Sakl脹 Arabirim Devreleri .... Program .... Devreleri .... .... ... ... Arabirim Devreleri Arabirim Devreleri Kullan脹c脹 Girileri Kullan脹c脹 脹k脹lar脹 (Klavye vb..) (Ekran vb..) Bilgisayar M端hendisliine Giri 14
- 15. ..... ..... Giri Portu 脹k脹 Portu Bellek Birimi G/ Arabirim nitesi CPU Mikrobilgisayar Yolu Mikrobilgisayar Bilgisayar M端hendisliine Giri 15
- 16. Kontrol Birimi (Control Unit) CONTROL UNIT PC IR Komutlar脹n y端r端t端m端n端 ger巽ekletirir. Sistem 端zerindeki senkronizasyonu salar. Sistemdeki dier birimlere ne yapmalar脹 gerektiini s旦yler. Komut Kaydedicisi (Intruction Register) : O an y端r端rl端kte olan komutun tutulduu kaydedicidir. Program Say脹c脹s脹 (Program Counter) : Bellekte y端r端t端lecek bir sonraki komutun adresini tutar. Bilgisayar M端hendisliine Giri 16
- 17. Komut Komut, yap脹lan bir iin en temel par巽ac脹脹d脹r. Op-code Operand Op-code (聴lem Kodu): CPUya hangi ilemin ger巽ekletirileceini s旦yler. Operand (聴lenen): Op-code taraf脹ndan kullan脹cak verinin adresini belirtir. Mikroilemci i巽indeki komutlar birden fazla operanda sahip olabilecei gibi hi巽 bir operand脹 olmayan komutlarda mevcuttur. Bilgisayar脹n komutlar脹 ve formatlar脹, komut seti mimarisi olarak bilinir (Instruction Set Architecture-ISA) Bilgisayar M端hendisliine Giri 17
- 18. Komut 聴leme Bellekten komut getir Bellekten komut getir Komutun kodunu 巽旦z Komutun kodunu 巽旦z Adresi olutur Adresi olutur Operandlar脹 bellekten getir. Operandlar脹 bellekten getir. Komutu y端r端t Komutu y端r端t Elde edilen sonucu sakla Elde edilen sonucu sakla Bilgisayar M端hendisliine Giri 18
- 19. rn: T mikroilemcisinde ADD komutunun y端r端t端lmesi T mikroilemcisi 16 bitlik komut setine sahiptir. 16 bitlik komut setinin 4 biti ilem kodu (op-code) i巽in ayr脹lm脹t脹r. [12- 15] T mikroilemcisinin R0,,R7 olmak 端zere 8 adet kaydedicisi vard脹r. R6 R2 R6 Bu komut, R2nin i巽eriini R6n脹n i巽eriine ekler ve sonucu R6da saklar. Bilgisayar M端hendisliine Giri 19
- 20. rn: T mikroilemcisinde LDR komutunun y端r端t端lmesi Veriyi bellekten okur ve okunan deeri belirtilen kaydedicilerden birisinde saklar. Offset Address + Base Address = Memory Address Memory Address ile belirtilen adresteki deeri 0 1 0 ile belirtilen hedef kaydedicide saklar. R2 R3 6 Bellek adresini oluturmak i巽in 6 deerini R3 kaydedicisinin i巽eriine ekler. Ard脹ndan oluturduu bellek adresinin i巽eriini R2 kaydedicisinde saklar. Bilgisayar M端hendisliine Giri 20
- 21. Komut 聴leme:Getir(Fetch) PCnin i巽eriini bellek adres kaydedicisine y端kle (MAR) F F Bellekten bir okuma ilemi ger巽ekletir. D D Bellek veri kaydedicisinin (MDR) i巽eriini oku ve bunu daha EA EA sonra komut kaydedicisine (IR) yerletir. OP OP PCnin i巽eriini bir sonraki komutu g旦sterecek ekilde 1 artt脹r. EX EX S S Bilgisayar M端hendisliine Giri 21
- 22. Komut 聴leme:Kod 旦zme(Decode) Komutun ilem par巽as脹n脹 (op-code) tan脹mla. F F T mikroilemcisinde bu komutun en y端ksek deerlikli ilk 4 bitidir. Mikroilemci komutun op-code k脹sm脹na bakarak operand k脹sm脹 D D i巽in ka巽 byte getireceini bilir. rn: EA EA LDR komutunun son 6 biti offset adresini g旦sterir. OP OP ADD komutunun son 3 biti ilem par巽as脹n脹n ikinci k脹sm脹n脹 (operand 2yi g旦sterir) EX EX S S Bilgisayar M端hendisliine Giri 22
- 23. Komut 聴leme: Adresin Hesaplanmas脹 (Evaluate Address) Bellek eriimine ihtiya巽 duyan bir komut, eriim i巽in F F gerekli olan adresi hesaplar. rn: D D Offset Address + Base Address = Memory Address EA EA Offset Address + PC = Memory Address OP OP Offset Address + 0 = Memory Address EX EX S S Bilgisayar M端hendisliine Giri 23
- 24. Komut 聴leme:聴lenen Getir(Fetch Operand) Komutun 端zerinde ilem yapaca脹 par巽alar脹 getirir. F F rn: Bellekten verinin y端klenmesi D D Kaydediciden bir deerin okunmas脹 EA EA OP OP EX EX S S Bilgisayar M端hendisliine Giri 24
- 25. Komut 聴leme:Y端r端tme (Execution) Mikroilemci 旦nceden okumu olduu op-code ve operandlar脹 kullanarak ilgili ilemi yerine getirir. F F D D EA EA OP OP EX EX S S Bilgisayar M端hendisliine Giri 25
- 26. Komut 聴leme:Sakla (Store) Komut sonucunda, elde edilen deer saklan脹r. Bu bir bellek konumu olabilecei gibi, bir kaydedici veya bir 巽脹k脹 portu da olabilir. F F rn: D D Bellekteki bir konuma sonucun saklanaca脹 durumda EA EA nce ilgili konumun adresi MAR kaydedicisine yerletirilir Kaydedilecek veri MDR kaydedicisine yerletirilir. OP OP Ard脹ndan bellee yazma ilemi ger巽ekletirilir. EX EX S S Bilgisayar M端hendisliine Giri 26
- 27. Komut 聴lenme S脹ras脹n脹 Deitirme Buraya kadar belirtilen ilemlerde bellekteki komutlar s脹ras脹yla ilenmekteydi. Bu durumda PC脹n i巽erii s脹ras脹yla birer birer artmaktayd脹. Baz脹 durumlarda bu t端r kullan脹m脹n d脹脹na 巽脹k脹larak program ak脹脹n脹n y旦n端n端 deitirmek m端mk端nd端r. rn: D旦ng端ler(loop), artl脹 yap脹lar (if- then) ve alt yordamlar (sub-routines) gibi. Bu ilemi ger巽ekletirmek i巽in baz脹 komutlara gereksinim duyulur. Bunlar s脹巽rma(jump) ve artl脹 dallanma(branch) komutlar脹d脹r. Bilgisayar M端hendisliine Giri 27
- 28. rn: T mikroilemcisinin belleinde s脹巽rama Offset deeri bir kaydedicinin deerine eklenerek y端r端t端lecek bir sonraki komutun adresini oluturabilir. Bu adres PCnin i巽eriine y端klenerek program脹n bu adresten devam etmesi salanabilir. R3 6 deeri R3 kaydedicisinin deerini taban olarak al脹p bunun 端zerine offset deerinin eklenmesi ile y端r端t端lecek bir sonraki komutun bulunduu bellek adresi elde edilir ve elde edilen bu deer PCnin i巽erisine yerletirilir. Bilgisayar M端hendisliine Giri 28
- 29. Komut T端rleri Mikroilemci taraf脹ndan y端r端t端len komut t端rleri genel olarak aa脹daki s脹n脹flara ayr脹labilir. Veri Ta脹ma Komutlar脹 Veri 聴leme Komutlar脹 Program Kontrol Komutlar脹 Giri / 脹k脹 Komutlar脹 Bilgisayar M端hendisliine Giri 29
- 30. Sistem Saati (System Clock) Mikroilemcide kontrol biriminin 巽al脹mas脹n脹 salayan sistem saatidir. Saat darbesinin her bir kenar脹nda kontrol birimi bir sonraki makine 巽evrimine girer. Bu 巽evrim yeni bir komut olabilecei gibi y端r端rl端kteki komutun farkl脹 bir evresi de olabilir. 1 0 Makine evrimi zaman Sistem saati, kristal bir osilat旦r devre yard脹m脹yla y端r端t端l端r. Sistem saati d端zenli olarak 1 ve 0 lar 端retir. Bilgisayar M端hendisliine Giri 30
- 31. Mhz ve MIPS MIPS = millions of instructions per second MHz = millions of clock cycles per second Bu iki kavram birbirine benzer olmas脹na kar脹 farkl脹d脹rlar. Neden? Bilgisayar M端hendisliine Giri 31
- 32. Von Neumann Modeli MEMORY MAR MDR INPUT OUTPUT Keyboard Monitor Mouse PROCESSING UNIT Printer Scanner LED Disk ALU TEMP Disk CONTROL UNIT PC IR Bilgisayar M端hendisliine Giri 32